В проекте будем заряжать мобильник огнём свечи. Для этого мы используем термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье. И для начала немного теории.
Эффект выделения или поглощения тепла в зоне, где контактируют разнородные проводники был впервые открыт и изучен французом Жаном-Шарлем Пельтье в далёком 1834 году. Если говорить об открытии простыми словами, то учёный доказал, что если через близко расположенные разнородные проводники пропускать электрический ток, то один из них сильно нагревается, а другой, напротив, охлаждается. Да, КПД устройств, работающих на этом эффекте, невелик. Возможно, именно поэтому практическое применение открытия началось лишь в середине ХХ века.
Следует отметить, что элемент Пельтье может работать и в обратном порядке: если одну его сторону нагреть, а другую охладить, то узел будет вырабатывать ток. Чем больше разница температур, тем выше вырабатываемая сила тока. Именно эту замечательную особенность мы и будем использовать в опыте с зарядкой смартфона.
Что понадобится:
- 4 модуля Пельтье TEC1-12705
- Термопаста
- Планка с USB
- 4 радиатор небольших размеров
Изготовление термогенератора своими руками
Элементы Пельтье чаще всего имеют форму плоского прямоугольника с двумя выводами. Для нашего зарядного устройства мы возьмём 4 модуля. Разместим их на радиаторе подходящего размера. На нём охлаждающие рёбра расположены таким образом, что в них можно налить воду, и она не выльется.
Именно этим мы и воспользуемся в дальнейшем. А пока закрепляем элементы, предварительно покрыв поверхности термопастой для лучшего контакта.
Выводы термоэлектрических модулей выполнены проводами разного цвета: красным и чёрным. Очень удобно. Мы соединим элементы последовательно: красный с чёрным, чёрный с красным. Сверху модули также накроем металлическими радиаторами. Эту сторону далее будем нагревать на пламени свечи.
Теперь нам понадобятся несколько радиодеталей. В первую очередь разъём USB. Его мы вырежем ножницами со старой нерабочей платы. У нас на ней даже два гнезда. Очень хорошо. Чтобы случайно не перепутать, отмечаем на ножках плюс и минус питания. Кроме этого, возьмём светодиод и ограничительный резистор, чтобы контролировать выработку тока. Как только ток, необходимый для зарядки появится на контактах USB гнезда, сразу загорится светодиод. И еще поставим сглаживающий электролитический конденсатор. Номиналы деталей можно легко рассмотреть на фото.
Устройство готово, начинаются испытания. Для свечей вырезана специальная горелка из жести.
Три свечи достаточно. Сверху помещаются наши модули. В радиатор, который предназначен для охлаждения, заливается вода. Процесс пошёл. Индикаторный светодиод начинает разгораться. Чем больше нагревается горячая сторона элементов Пельтье, тем выше ток.
Пробуем подключить телефон. И он заряжается. Если сейчас снять устройство с огня, то светодиод будет гореть ещё какое-то время, пока пластины не остынут. Телефон в этот момент также прекращает зарядку. Снова помещаем прибор на грелку. Индикатор разгорается, ток достигает необходимого значения, и смартфон снова начинает заряжаться.
Наш опыт удался, всё получилось.
